封装结构及其制法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封装结构及其制法，尤指一种具微机电组件的封装结构及其制法。
【背景技术】
[0002]微机电系统(Micro Electro Mechanical System,简称MEMS)是一种兼具电子与机械功能的微小装置，在制造上乃藉由各种微细加工技术来达成，一般来说，微机电系统通过将微机电组件设置于基板的表面上，并以保护罩或底胶进行封装保护，以使内部的微机电组件不受外界环境的破坏，而得到一具微机电组件的封装结构。
[0003]请参阅图1，其为现有具微机电组件的封装结构的剖视图。如图所示，现有的具微机电组件的封装结构通过将例如为压力感测组件的微机电组件11接置于平面栅格数组(land grid array,简称LGA)型态的基板10上,并利用打线方式从微机电组件11的电性连接端111电性连接至该LGA基板10的电性连接端101，而使该微机电组件11与基板10电性连接，最终再于封装基板10表面形成金属盖12，以将该微机电组件11包覆于其中，而该金属盖12用以保护该微机电组件11不受外界环境的污染破坏，而该微机电组件封装结构的缺点为体积过大，无法符合终端产品轻薄短小的需求。
[0004]请参阅图2，为了缩小具微机电压力感测组件的整体封装结构体积，业界又于公元2005年申请一晶圆级压力感测封装结构的专利案(公开号为US2006/0185429)，该封装结构将例如为压力感测组件的微机电组件21直接制作于硅基板23上，最后并藉由阳极接合(anodic bonding)于该微机电组件21上接合玻璃盖体24。
[0005]然而，于该硅基板23中形成感测腔体231及贯通硅基板23两表面的通孔232，因此需要使用硅贯孔(Through Silicon Via，简称TSV)技术，而该技术应用氢氧化钾(KOH)作为蚀刻剂以形成通孔或凹槽。
[0006]相较于前述第一种现有技术结构，第US2006/0185429号专利所揭示的结构虽可大幅缩小具微机电组件的封装结构的整体体积，但是以硅贯孔(TSV)技术形成通孔及凹槽的制程不仅价格昂贵，且技术精密度要求也高，故将微机电组件封装结构以晶圆制程制作，虽可得到尺寸较小的封装件，但该技术复杂且耗费成本甚钜。
[0007]因此，如何避免上述现有技术中的种种问题，以使具微机电组件的封装结构的制造成本与体积减少，实已成为目前亟欲解决的课题。
【发明内容】
[0008]有鉴于上述现有技术的缺失，本发明提供一种封装结构及其制法，能节省生产成本与缩小体积。
[0009]本发明的封装结构的制法包括:准备一具有相对的第一表面与第二表面的第一晶圆、以及一具有相对的第三表面与第四表面的芯片，该第一晶圆于第一表面具有凹槽、封闭该凹槽的开口端的薄膜及电性接点，该芯片的第三表面上具有金属层，该芯片的第四表面上具有凹部、与对应位于该凹部周缘的密封环，该芯片以其密封环围住该第一晶圆的薄膜的方式接置于该第一表面上，而令该电性接点位于该密封环之外；以第一金属线连接该电性接点与该金属层；于该第一晶圆的第一表面上形成封装层，以包覆该芯片、电性接点与第一金属线；从该封装层的顶面移除部分厚度的该封装层、与部分该第一金属线，以构成一端外露且连接该电性接点的子金属线；以及形成贯穿该第一晶圆的第一表面与第二表面且连通该凹部的通孔。
[0010]本发明提供另一种封装结构的制法，包括:准备一具有相对的第一表面与第二表面的第一晶圆、一具有相对的第三表面与第四表面的芯片、以及盖板，该第一晶圆于第一表面具有凹槽、封闭该凹槽的开口端的薄膜及电性接点，该芯片的第三表面上具有电极垫，该芯片的第四表面上具有凹部、与对应位于该凹部周缘的密封环，该芯片以其密封环围住该第一晶圆的薄膜的方式接置于该第一表面上，而令该电性接点位于该密封环之外，且该盖板设于该芯片的第三表面上，该盖板的顶面上并具有金属层；以第一金属线连接该电性接点与该金属层，并以第二金属线连接该电性接点与该电极垫；于该第一晶圆的第一表面上形成封装层，以包覆该芯片、盖板、电性接点与第一金属线；从该封装层的顶面移除部分厚度的该封装层、与部分该第一金属线，以构成一端外露且连接该电性接点的子金属线；以及形成贯穿该第一晶圆的第一表面与第二表面且连通该凹部的通孔。
[0011]于前述的制法中，于形成该通孔后，还包括切单步骤，且准备该第一晶圆与芯片的步骤包括:准备该第一晶圆与设于其上的第二晶圆；薄化该第二晶圆；于该第二晶圆上形成该金属层；以及移除部分该第二晶圆以构成该芯片。
[0012]于本发明的制法中，于构成该子金属线后，还包括于该封装层上形成电性连接该子金属线的线路重布层，于形成该通孔前，还包括于该线路重布层上接置承载板，并于形成该通孔后，移除该承载板，且该承载板的材料呈透明。
[0013]所述的制法中，于形成该通孔后，还包括于该线路重布层上形成多个电性连接该子金属线的导电组件，该密封环的材质为高分子、共晶金属合金或玻璃粉，该第一晶圆为压力传感器晶圆或温度传感器晶圆，且该芯片为动作传感器。
[0014]本发明还提供一种封装结构，包括:晶圆，其具有相对的第一表面与第二表面，并于第一表面具有凹槽、封闭该凹槽的开口端的薄膜及电性接点；芯片，其具有相对的第三表面与第四表面，该第三表面上具有金属层，该第四表面上具有凹部、与对应位于该凹部周缘的密封环，该芯片以其密封环围住该晶圆的薄膜的方式接置于该第一表面上，而令该电性接点位于该密封环之外；封装层，其形成于该晶圆的第一表面上，以包覆该芯片与电性接点；子金属线，其嵌埋于该封装层中，且该子金属线的两端分别连接该电性接点与外露于该封装层的顶面；以及通孔，其贯穿该晶圆的第一表面与第二表面，且连通该凹部。
[0015]本发明还提供另一种封装结构，其包括:晶圆，其具有相对的第一表面与第二表面，并于第一表面具有凹槽、封闭该凹槽的开口端的薄膜及电性接点；芯片，其具有相对的第三表面与第四表面，该第三表面上具有电极垫，该第四表面上具有凹部、与对应位于该凹部周缘的密封环，该芯片以其密封环围住该晶圆的薄膜的方式接置于该第一表面上，而令该电性接点位于该密封环之外；盖板，其设于该芯片的第三表面上，且该盖板的顶面上具有金属层；封装层，其形成于该晶圆的第一表面上，以包覆该芯片与电性接点；子金属线，其嵌埋于该封装层中，且该子金属线的两端分别连接该电性接点与外露于该封装层的顶面；金属线，其嵌埋于该封装层中，且连接该电性接点与该电极垫；以及通孔，其贯穿该晶圆的第一表面与第二表面，且连通该凹部。
[0016]依前所述的封装结构，还包括线路重布层，其形成于该封装层上，且电性连接该子金属线，且还包括多个导电组件，其形成于该线路重布层上，且电性连接该子金属线。
[0017]于本发明的封装结构中，该晶圆为压力传感器晶圆或温度传感器晶圆，该芯片为动作传感器，且该密封环的材质为高分子、共晶金属合金或玻璃粉。
[0018]由上可知，本发明无需制作贯穿硅基板的开孔，故无需购买用以制作硅贯孔的设备，而能降低生产成本；此外，本发明可同时将两种传感器整合成一系统级封装件，而能达成低功耗、低成本及高效能的要求；此外，本发明的封装结构的体积也符合轻薄短小趋势。
【附图说明】
[0019]图1为一种现有具微机电组件的封装结构的剖视图。
[0020]图2为另一种现有具微机电组件的封装结构的剖视图。
[0021]图3A至图3J为本发明的封装结构及其制法的第一实施例的剖视图。
[0022]图4A至图41为本发明的封装结构及其制法的第二实施例的剖视图。
[0023]主要组件符号说明
[0024]10基板
[0025]101电性连接端
[0026]11,21 微机电组件
[0027]111电性连接端
[0028]12金属盖
[0029]23硅基板
[0030]231感测腔体
[0031]232、303 通孔
[0032]24玻璃盖体
[0033]30第一晶圆
[0034]30a第一表面
[0035]30b第二表面
[0036]300凹槽
[0037]3001下电极
[0038]301薄膜
[0039]3011上电极
[0040]302电性接点
[0041]31第二晶圆
[0042]31’、41 芯片
[0043]31a、41a 第三表面
[0044]3 lb、4 Ib 第四表面
[0045]310、410 凹部
[0046]311、412 密封环
[0047]312,421金属层
[0048]32第一金属线
[0049]32’子金属线
[0050]33封装层
[0051]34线路重布层
[0052]35黏着层
[0053]36承载板
[0054]37导电组件
[0055]3、4封装结构
[0056]411电极垫
[0057]42盖板